uP stacja pogodowa

Witam, mam taki temat pracy dyplomowej: Mikroprocesorowa stacja pogodowa. Zalozenia: pomiary temperatury, predkosci i kier. wiatru, wilgotnosci lub cisnienia. Wyswietlanie parzametow na wyswietlaczu 20*4, opcjonalnie moga tam tez byc wyswietlane skrajne wartosci mierzonych parametrow. Zamierzam to zrobic na 51 lub jakims AVR w Bascomie. Zastanawiam sie tylko nad czujnikami. Mysle, ze do tempertyry bedzie dobry czujnik na IC2 lub 1wire. Teraz zaczynaja sie schody jesli chodzi o predkosc i kierunek wiatru. Wykombinowalem sobie ze czujnik kierunku mozna zbudowac w taki sposob, ze na pionowej oscie zamontowac magnesik, a w okol oski kontaktony. 8 sztuk, 4 na glowne kierunki(N,S,W,E) i 4 na posrednie(NE,SE,NW,SW) - tyle ze to rozwiazanie zajmuje 8 bitow i zapcha mi caly port, co nie jest wskazane. Jesli chodzi o prędkosc wiatru to myslalem o turbine generujacej impulsy(1 impuls na obrot - tak jak czujki przy licznikach samochodowych podajace imp do tempomatu), moze ktos sie spotkal z takim czujnikiem lub wie gdzie mozna cos takiego kupic. Przegladalem na necie czujniki wilgotnosci i cisnienia - wszystkie sa niestety anologowe. Nie wiem jaki procek wybrac - zastosowanie AVR do przetwarzania jednej wielkosci analogowej chyba jest troche na wyrost? Prosze o rady i pomysly w tej sprawie. Wiadomo, ze co 2(lub wiecej) glowy to nie jedna.

Zajrzyj na www.sensirion.com,masz tam czujnik temp i wilgotnosci pod I2C w jednym.Troche drogawy,niestety nie przysylaja juz probek do polski.

Dzieki. Zapomnialem dodac, ze chodzi mi o najtansze rozwiazania. Koszty pracy nie bedą refundowane:(

wiatm
wydaje mis ie ze zastosowanie przetwornika a/c nie bylo by calkiem glupie ja pewnie wiesz w nawet niedrogich modelach avr-ow masz przetwornik a/c do kotrego mozesz podlaczyc wiele zrodel w tym na przyklad czujnki wilgotnosci i cisnienia .
jesli chodzi o czujnik kirunku takze by byl analogowy sprubuj rozebrac obudowe od potenciometra 1 obrotowego wtedy moze on si eobracac wiele razy tyle ile chcesz. do pkreta przyczepiaszcos co bedzie nim kreilo w zaleznosci od kirunku wiatru a wyjscia podlaczasz do a/c w procku i wtedy np 1v odpowiiada s 2v n 0v w i3v w a psrednie artosci posrednim kirunkom wszystko zalze jak dobierzesz rezystory
mam nadzieje ze cos zrozumiales z tego
pozdrawiam

Dziki piotruss. Zrozumialem, w koncy 4rty rok elektroniki do czegos zobowiazuje

Dekoder kierunku możesz zrobić na 3 bitach. Przyjmij pozycję N jako 0 (000), dalej zgodnie z ruchem wskazówek zegara NE (001), E (010) itd. Dekoder możesz zrobić z diod 1N4148 (w sumie 12 diod, o ile dobrze liczę). Kontaktron włącza napięcie np. +5V, zaś diody przekazują je na linie danych. Dane podciągnięte do GND, albo odwrotnie. Kontaktron załącza GND, odwrotnie diody, Anody do linii danych, linie podciągnięte do +5V np. przez rezystory. Ostatecznie bez rezystorów, w końcu Atmele mają własne podciąganie, w AVR'ach można ustawić.
Pozdrawiam.

pomiar predkosci wiatru mozna zrobic na liczniku 8-bitowym. montulemy na osi "wiatraczka" tarcze z 2-ma otworami, ktora bedzie wspolpracowac z transoptorem szczelinowym. czyli cos jak konstrukcja myszki do komp. teraz, startuje licznik generujacy przerwanie co np. 0.5sek. w obsludze przerwania odczytujemy wartosc z 8-bitowego licznika, ktora jest proporcjonalna do predkosci obrotowej "wiatraczka". resetujemy licznik obrotow i ponownie uruchamiamy timer polsekundowy. kalibracja bedzie polegala na przemnozeniu danej z licznika przez stala kalibracyjna, dobrana tak, aby otrzymac wynik w m/sek lub km/h.

pomiar kierunku widze rowniez z wykorzystaniem transoptorow, tylko 4 szt. umieszczone nieruchomo. natomiast w obrotowej tarczy wycinamy taki otwor, by otwieral 2 (!) transoptory. i tak, gdy mamy 4 szt. transoptorow(N, E, S, W) gdy tarcza ustawi sie w posrednim polozeniu mozna odczytac np (NE, SW itp). odradzam rozwiazanie z potencjometrem z kilku powodow: 1. sciaeka w potencjometrze nie jest na calym obrocie tylko na jakis 300st, czyli jest martwe pole. a drugi powod to warunki atmosferyczne. trzeci powod lekki opor mechniczny. transoptor jest bezstykowy, co w polaczeniu z lozyskami maszynowymi zareaguja na najlzejszy wiaterek. pomysl z kontaktronami jest juz lepszy, lecz nie wiem czy nie przymarzna przy -15st.

powodzenia.

Jesli chodzi o predkosc wiatru chyba jednak najlepiej bedzie wykorzystanie gotowego smiglaka od procka z hallotronem.Po wyjeciu z niego uzwojen opory sa bardzo male (sprawdzalem).Jesli chodzi o kierunek wiatru to wszystko zalezy od tego jak dokladnie ma to byc robione.Napewno najlepiej zrobic to optoelektronicznie ale placi sie za to dokladnoscia,chyba ze optoelektroniczne przetworniki obrotowo-impulsowe-ale to z kolei drogie.Dobry potencjometr obrotowy jest chyba najlepszym rozwiazaniem.Ja sam mam zamiar testowac takie rozwiazania.

nie sprawdzalem tego w praktyce, ale podejrzewam, ze cooler bedzie mial za mala powierzchnie lopatek i nie wykryje slabego wiatru. a zrobienie prostego wiatraczka nie powinno sprawic klopotow.

jesli chodzi o czujnik mierzacy sile wiatru to mozna wykonac go za pomoca jakies plytki o duzej powierzchni ktora w zaleznosci od sily wiatru bedzie odchylana od pionu gorna krawedz plytki montujemy na jakim precie polaczonym z potenciometrem i dalej z potenciometru do a/c

Wątpie by pomysły z potencjometrami byly dobre.
1. potencjometr stawia opor dla sterujacego nim elementu.
2. jak wiadomo w potencjometrze wyciera sie sciezka rezystancyjna i zywotnosc takiego czuknika nie byla by zbyt wielka (mozna oczywiscie zastosowac takie rozwiazanie ale na jakims dobrym sprzecie jak np. czujniki resystancyjne polozenia tzw klapy w ukladach wtryskowych - szkoda tylko ze taki uzywany uklad kosztuje okolo 250zl a nowy 1600 (cena takiego ukladu do mercedesa))

Sam pomysl z klapka zamiast wiatraka jest dobry, ale tam by sie przydal bezdotykowy czujnik zmiany konta.

Pomysł z odchylaną płytą nie jest chyba najlepszy. Ze względów konstrukcji i zasad fizyki silnik stanowi blok integratora z czego wynika że sam dokonuje wstępnego całkowania pomiarów, Wykorzystując płytę odchylaną różnicą ciśnień dochodzi nam programowe całkowanie, ujmowanie zakresu zmian w określonych przedziałach itp. itd. Rozwiązania najprostrze są najlepsze.

od zawsze do pomiaru predkosci wiatru stosuje sie wiatraczki osadzone na pionowej osi.

co bedzie, z czujnikiem w ksztalcie plytki jak sie zmieni kierunek wiatru? obracanie sila wiatru calego ustrojstwa nie wplynie pozytywnie na dokladnosc pomiaru.

http://pogoda.zse.bydgoszcz.pl/pliki/oukladzie.htm

Aby nie zapychać całego portu na " kierunek wiatru " możesz zastosować pod I2C klawiaturkę matrycową np. 3 x 3 ----- kolejny pomysł sam zadecyduj see you

Z ta klaw. to dobry pomysl ale to juz lepiej 4x4

http://instruct1.cit.cornell.edu/courses/ee476/FinalProjects/s2002/bdk6/index.htm
jesli ktos jest jeszcze zainteresowany...

ja to widze tak:
stacje mozna zrobic na dwa sposoby:
1) na odwal(czyli jakis drucik, jakas blaszka), ale chocby nie wiem jak sie meczyc dokladnosc bedzie srednia.
2) troche lepiej:
- wilgotnosc i temperatura, cisnienie (najtanszy czujnik 100PLN) nie stanowia problemu, bo nie ma czesci mechanicznych. Mozna jakis przetwornik lub SHTxx (sht wyjdzie ze 2,3 razy drozej, ale nie bedzie problemu, przede wszystkim z wyskalowaniem) Tak nawiasem SHT nie jest na I2C (troche sie rozni, patrz dokumentacja, trzeba napisac funkcje do odczytu)
- kierunek wiatru: zeby uzyskac jakis w miare sensowny efekt trzeba uzyc przede wzystkim dwa lozyska do bagnetu i nic co powoduje tarcie, wiec jakis czujniki optyczne (mozna wykorzystac te z myszki, i i jeszcze cos do korekcji). Bez lozysk wskaznik bedie reagowal powiedzmy przy 1-2m/s, a to slaby wynik
- predkosc wiatru: podstawa lozyska i czujnik optyczny, ktory daje kilka impulsow na obrot.

Dalej nie bardzo sobie wyobrazam to na 51, same te wartosci pomiaru to jst juz kilka liczb zmiennoprzecinkowych (4 bajty sztuka) i do tego trzeba jeszcze jakies obliczenia arytmetyczne. Predkosc wiatru napewno nie bedzie rosla liniowo, opisuje to jakas funkcja, kt. trzeba ustalic i zaimplementowac.
Poza tym jesli bedziesz na wyswietlacz wysylac jednokrotne pomiary, bedie duzy rozrzut i jest to nieprzyjemne dla oka. Pomiary trzeba usrednic z 5 lub wiecej. A w takim razie trzeba 4 poprzednie zapamietac. 51 jest bez szans moim zdaniem.

pozdrawiam, lukasz

jeszcze odnosnie strony technicznej czujnika predkosci wiatru:
sa dwa rozsadne sposoby
a) wiatraczek z osia pionowa (predkosc zalaczenia bedzie zaleznie od jakosci wykonania 0,3-1 m/s)
b) z osia pozioma i obracana glowica, wtedy zalatwiasz od razu kierunek wiatru, ale konstrukcja jest trudniejsza, i mniejsza wtedy predkosc zalaczenia co jest porzadane.

Zeby mierzyc predkosci rzedu 0,1-0,4m/s trzeba zastosowac jakis inny myk. I tu jestem jak najbardziej za odchylajaca sie plytka.

Choc oczywiscie to wszystko przeliczyc bedzie nie latwo.

to na tyle pozdrawiam, lukasz

Na pewno nie potrzeba przeliczać z funkcji. Można skorzystać z gotowej tablicy przeliczeń. Tzn: dla konkretnej wartości z wiatraczka odpowiada konkretna wartość z tablicy. Wtedy program można znacznie skrócić. Tyle, że przed jego napisaniem trzeba taką tablicę przygotować. Ale to chyba warte zachodu.
Pozdrawiam.

Lukamar: Stacja pogodowa jako temat pracy dyplomowej to nie gadżet dla IMiGW więc jego dokładność nie musi być do 6 miejsca po przecinku, stąd też wnoszę że '51 starczy a że rodzina ta to nie tylko 8051 a i również chociażby 80517 to uważam że na pewno to wystarczy. Po wtóre po co komu mierzyć wiatr o prędkości 0,1 m/s, większe wartości podmuchu daje pewnie samochód ciężarowy przejeżdżający w odległości 500m. Z resztą widziałęś kiedykolwiek w pognozie żeby z taką dokładnością podawali tę wartość?
Nie zrozum mnie źle ale uważam, że jak na pracę dyplomową to nie najważniejsza jest jak najwyższa dokładność na poziomie Angsztremów a raczej pomysł i jego poprawne wykonanie (oczywiście z pewną dopuszczalną granicą błędów pomiarów)
Pozdrawiam i życzę hucznego sylwestra
Rav

Szukajac minimalizacji elektronicznej ukladu do sprawdzania kierunku wiatru przypomnialem dobie o czyms takim jak tarcza perforowana. Wystarczy kawalek okraglej blaszki, dziurkacz, 4 fotodetektory i zrodlo swiatla, np dioda. Takim rozwiazaniem mozna rozroznic 16 kier co 22,5 stopnia. Co do predkosci wiatru to najlepiej bedzie doswiadczalnie wyznaczyc ilosc impulsow od predkosci wiatru. Zrobic tabele co 0,2 lub 0,5 m/s i napisac cos w rodzaju komparatora programowego.

Heja!
Dwa, trzy lata temu EP opisywała taką konstrukcję firmy Dallas. Całość była gotowym produktem do podłączenia, z ładną obudową i oprogramowaniem. Było to całkiem fajne demo układów Dallasa komunikujacych się po 1Wire. Poszukaj artykułu, może będzie przydatny?
Pozdrawiam,
Kuba

Najlepszym, acz nie najprzostszym rozw. pom. kier. wiatru jest oczywiście pionowa oś. Wiem, bo sam coś takiego zrobiłem. Próbowałem na łożyskach od ramienia gramofonu - wydawaloby sie, że powinny się kręcic praktycznie bez oporu...też tak myślalem...ale przy wietrze <1 m/s łozyska i kulki nie pokonują bariery, jakie stawia tarcie. Potrzebowalem dokladnosc 0,2m/s. Wpadłem więc na pomysł równie prosty i skuteczny:zastosowalem najdoskonalsze połączenie obrotowe - mianowicie panewke. Wyciągnałem ją od japońskiego radiomagnetofonu samochodowego od rolki do ktorej dociskana jest taśma. Hartowana oś, mosiężna tuleja i teflonowa podpórka. Tarcie praktycznie minimalne. łopatki zrobilem z połówek piłeczek pinkpongowych, oczywiście łopatki na osi są trzy. Do pomiaru prędkości obrotowej zastosowałem tarczke impulsową z transoptorem szczelinowym taką jak w myszcze. Na obrót dostaje 34 impulsy (tyle jest otworów w tarczy). Ważne jest, aby tarcza była plastikowa i minimalnie lekka, tak samo jak łopatki. Lekkie śmigiełko = mała bezwładność = duża czułość. Dalej oczywiście uC, itd, itp...Dokładność jaką uzyskałem: Na sali gimnastycznej umieściłem mój wiatromierz na deskorolce i ciągnąłem za sznurek. Układ "ruszał" gdy ciągnąłem ok. 12cm/1s, czyli w/g mnie jest to minimalna wartość jaką amatorsko można osiągnąć. od 0,3m/s do ok 5m/s liniowość 92%, dokładność +-3%. Ciekawe jest to, ze w ten sam sposób sprawdzlem wiatromierz Skywatch Eole za 220zl i ruszał os przy 46cm/1s a dokładność miał +-8%. Jestem więc bardzo zadowolony z mojego, w pełni własnego projektu.
Jeżeli ktoś ma pytania, chętnie udziele pomocy i dam cenne wskazówki.
Co do pomiaru ciśnienia, też robie taki projekt, mianowićie wariometr. Rozdzielczość ciśnienia jaką uzyskałem na moim MPX4114 to różnica wysokości = 3cm. Aż wierzyć się nie chce... Proponuje Ci użyć uC ADuC8xx Ma wbudowane przetworniki A/C, C/A 12, 14, 16 i 24 bitowe, 4 porty, od 8 do 64 kB pamięci...i do tego niedrogie ok 60zl. Jak bedziesz mial pytania - wal śmialo...

pozdrawiam

Witam, niestety temat pracy jest juz zatwierdzony i nic poza AT90s8535 nie moge zstosowac, ewentualnie ATmega jesli sciemnie ze AT90s8535 nie jest dostepny chwilowo na rynku. Tez myslalem o pileczkach pimpongowych, ale o czterech - widzialem podobne fabryczne konstrukcje.

babel20
patent z pileczkami jest jak najbardziej OK, pod warunkiem, ze pokryjesz je gruba warstwa lakieru badz zywicy epoksydowej. dzieki temu bedziesz mial wieksza trwalosc.
a co do masy wirnika - bez przesady z tym odchudzaniem. wydaje mi sie, ze minimalnie ciezszy wirnik spowoduje automatyczne usrednianie odczytow - bezwladnosc masy.
w sprawie cisnienia - jakos nie widze zastosowania az tak dokladnego pomiaru. ostatnie cyfry beda ci "gonic" jak zaczniesz oddychac w tej sali gimn.

genetix
otóz tak dokładny pomiar ciśnienia jest jak najbardziej potrzebny i wykorzystywany w praktyce...(no może nie aż tak dokładny)...Wariometr, jak sama nazwa wskazuje, służy do pomiaru prędkości wznoszenia lub opadania. Dodatkowo na tym samym czujniku jest oparty altimetr, czyli pomiar wysokości względnej lub bezwzględnej. W takich urządzeniach dokładność musi być większa jak wychwytywanie różnic wysokości <10cm. Jest to konieczne, gdy chcemy uzyskać dokładność wznoszenia 0,1m i pomiar co 1s. Ja w swoim modemu zrobiłem dokładość co 0,05m, a odczyt "co drugi bit". W rzeczywistości rozdzielczość mam niby taką samą, ale pomiar jest obarczony mniejszym błędem. Mówisz coś o błędach spowodowanych ruchem wiatru. Otóz czujnik musi być osłonięty w odpowiedni sposób i to wystarczy.

Co do piłeczek pinkpongowych...z tym lakierem to świetny pomysł...nie wpadłbym na to...dzięki....

Z kolei piszesz o zwiększeniu masy wirnika...jak z wiaterku 2m/s przychodzi momentalnie podmuch 5m/s trwający 0,5s a po nim znów 2m/s, to ja właśnie chcę to wykryć....a większa masa na to nie pozwoli...(sprawdziłem doświadczalnie)... dokładność pomiarów to moje lekkie zboczenie...
aha...zapomniałem dodać, że jestem pilotem paralotni, i te gadżety są naprawdę pomocne

Masteq
Takie małe pytanko...co to za szkoła, że nie pozwala zmienić procesora...szczerze współczuje...Moja promotorka do końca nie wiedziała co ja tak na prawde robie, a moja praca zajęła pierwsze miejsce w szkole, w mieście i wyróżnienie NOTu.
Jeżeli uczeń ma nowy pomysł to powinien mieć szanse go wdrożyć...

Pozdrawiam.. i życzę sukcesu..

babel20 wrote:

aha...zapomniałem dodać, że jestem pilotem paralotni, i te gadżety są naprawdę pomocne

no tak... to troche zmienia postac rzeczy. dla mnie stacja meteo zdecydowanie znajduje sie na ziemi, wiec pomiar cisnienia sluzylby tylko do zastosowan meteo na potrzeby wypraw wysokogorskich.

jakiego przetwornika cisnienia uzyles? i jak to ugryzc od strony konstrukcyjnej?
przetworniki, z ktorymi sie dotychczas spotkalem (aparatura med.) maja po dwie rurki: pressure i suction. jak sie domyslam doprowadzaja powietrze do obu stron membrany a mierzona jest roznica cisnien (tak mi sie to widzi, cos jak wzmacniacz roznicowy, hehe). czyli niepodlaczony do niczego zawsze bedzie pokazywal zero (takie samo cisnienie po obu stronach membrany). jak podpowiada logika, do jednego wyprowadzenia pasowaloby podlaczyc przewodem jakis zbiornik ze stalym cisnieniem, i traktowac je jako wartosc referencyjna. jak objetosc tego prztwornika wplynie na dokladnosc?
prosze o jakiekolwiek sugestie na ten temat.

Sa czujniki piezoelektryczne motoroli dajace wyjscie w postaci napiecia 0-5V czy cos takiego.
babel20
Interesuje mnie natomiast ten miernik predkosci wiatru a mianowicie w jaki sposob zrobiles obudowe do tego powiedzmy zeby nie zalalo elektroniki na deszczu (transoptor).Niestety glowny problem to mechanika,z elektronika to nie ma zadnego.
Robie stacje podlaczana do USB na CY7C68013.W zasadzie z grubsza jest wszystko oprocz tego miernika wiatru a promotor sie uparl i juz.No nie dziwne skoro fabryczne kosztuja po 500 funtow

Genetix
Jeżeli chodzi o półprzewodnikowy przetwornik cisnienia to ja uzylem MPX 4115A Motoroli. Dziala on na zasadzie zbliżonej do aneroidu. W plytce nosnika wykonanego z krzemu utworzona zostala mala kawerna-inaczej mówiąc jamka. Z niej usunięto powietrze i uszczelniono ja. Cisnienie panujące w kawernie zbliżone jest do prozni. Kawerna oddzielona jest od otoczenia cienka membrana wykonana z krzemu tworzącego nosnik. Pod wpływem cisnienia atmosferycznego membrana ulega ugięciu. Wielkość tego ugięcia zalezna jest od wartości cisnienia. Im wieksze, tym membrana bardziej się ugina. Na krawędzi membrany umieszczono specjalny układ skrzyżowanych ze soba rezystorow piezoelektrycznych. Przez jeden rezystor przepływa prad zasilający czujnik, a na drugim odklada się spadek napiecia proporcjonalny do ugięcia membrany, czyli do cisnienia panującego na zewnatrz. Całość jest umieszczona w plastikowej obudowie wyposażonej w otwor pozwalający na swobodny dostep powietrza do membrany. Czujnik wyposażono w zintegrowany układ kompensacji temperaturowej i wzmacniacz stałoprądowy. W efekcie czego otrzymano na wyjsciu czułość 45,9 mV/kPa i plaska charakterystyke w przedziale 0-85 stC. Blad pomiaru nie przekracza 1,5%......W miare dokładny rysunek i opis czyjnika można znaleźć na stronce:
http://katalogi.iele.polsl.gliwice.pl/data/Motorola/docs/mpx4115a.pdf

O randze i mozliwosciach czujnika dobrze się wypowiedział pan Dariusz Cichoński we wstępniaku w Praktycznym Elektroniku 7/2000
„Kupując przetwornik cisnienia atmosferycznego musialem podpisac zobowiązanie, ze nie wykorzystam go do wyprodukowania bomby atomowej. Widac udalo mi się wybrac rzecz z najwyższej polki, co bardzo szybko potwierdzilo się w praktyce. (...)” NO COMMENT…

Jeżeli ma pan jakies spostrzeżenia to proszę pytac


Fantom..
Jako obudowe wykorzystałem standardowa, kupiona w sklepi typ bodajże ZBV (lub ZB5). Co prawda jest ona relatywnie duza, ale jako zasilania uzylem akumulatora 6V, który zaja prawie cale miejsce… Do tego wyświetlacz 2x16 duzy z podświetleniem, wiec ta obudowa pasuje idealnie. Teraz jestem w akademiku, wiec nie mogę przesłać zdjęć, ale postaram się w najbliższym czasie zrobic, to będzie latwiej bo raczej tego nie wytlunacze. pozdrawiam

Wlasnie przydal by sie skan Jak bedziesz mial mozliwosc to wrzuc.Pozdro.